Diesel polttoaine

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26. joulukuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 33 muokkausta .

Dieselpolttoaine  on nestemäinen tuote, jota käytetään polttoaineena dieselpolttomoottorissa . Yleensä tämä termi ymmärretään polttoaineeksi, joka on saatu kerosiini - kaasuöljyjakeista öljyn suoraan tislauksesta .

Nimi "aurinkoöljy" tulee siitä.  Solaröl [1]  - "aurinkoöljy": jo vuonna 1857 tämä oli öljyn tislauksen aikana muodostuneen raskaamman fraktion nimi. Fraktio on nimetty niin kellertävän värin yhteydessä. Neuvostoliiton öljynjalostusteollisuus tuotti tuotteen " aurinkoöljy GOST 1666-42 ja GOST 1666-51 ".

Sovellus

Dieselpolttoaineen pääasiallisia käyttäjiä ovat rautatiekuljetukset ( dieselveturit , kiskovaunut , dieseljunat ), kuorma -autot , linja -autot , vesiliikenne , sotilaskalusto , dieselgeneraattorit, maatalouskoneet sekä dieselajoneuvot. Dieselmoottoreiden lisäksi jäännösdieselpolttoainetta (aurinkoöljyä) käytetään usein kattilan polttoaineena , nahan kyllästämiseen, leikkausnesteisiin ja karkaisunesteisiin sekä metallien mekaaniseen ja lämpökäsittelyyn.

Polttoaineen tärkeimmät ominaisuudet

On tislettä, jonka viskositeetti on pieni - nopeille ja korkeaviskoosisille jäännösmoottoreille, hidaskäyntisille (traktori, laiva, kiinteä jne.) moottoreille. Tisle koostuu vetykäsitellyistä kerosiini-kaasuöljyjakeista suoratislauksesta ja enintään 1/5 katalyyttisen krakkauksen ja koksauksen kaasuöljyistä . Hidaskäyntisten moottoreiden viskoosinen polttoaine on polttoöljyjen seos kerosiini-kaasuöljyfraktioiden kanssa. Dieselpolttoaineen lämpöarvo on keskimäärin 42624 kJ/l (10180 kcal/l).

Yleensä dieselmoottoreissa käytettävän dieselpolttoaineen on täytettävä osavaltioiden välisen standardin GOST 32511-2013 [≡] (EN 590:2009) vaatimukset ja oltava käytössä 1.1.2015 alkaen.

Maa- ja merilaitteiden nopeissa diesel- ja kaasuturbiinimoottoreissa käytettävän sekä vientiin tarkoitetun dieselpolttoaineen on täytettävä osavaltioiden välisessä standardissa GOST 305-2013 ”Dieselpolttoaine. Tekniset tiedot " [≡] (otettu käyttöön korvaamaan GOST 305-82 [≡] ) ja pakollinen käytettäväksi 1. tammikuuta 2015 alkaen.

Dieselpolttoaine, jonka rikkipitoisuus on 2000 mg/kg standardin GOST 305-2013 "Dieselpolttoaine. Tekniset tiedot” käyttöönottopäivästä 01.01.2015 alkaen ei saa myydä julkisten huoltoasemien kautta (kohta 1 ”Soveltamisala”).

Näytteenotto dieselpolttoaineesta sen laadun arvioimiseksi suoritetaan GOST 2517-2012 "Öljy ja öljytuotteet" [≡] mukaisesti .

Viskositeetti ja vesipitoisuus

On ns. talvi- ja kesädieselpolttoainetta. Suurin ero on rajoittavassa suodatettavuuslämpötilassa (ASTM D6371, GOST 22254-92) ja sameus- ja jähmettymispisteissä (ASTM D97, ASTM D2500, GOST 20287-91), jotka on määritelty tämän polttoaineen standardeissa. Talvipolttoaineen tuotanto on kalliimpaa, mutta ilman esilämmitystä on mahdotonta käyttää kesäpolttoainetta esimerkiksi -10 °C:ssa. Toinen ongelma on dieselpolttoaineen korkea vesipitoisuus. Vesi kuoriutuu dieselpolttoaineen varastoinnin aikana ja kerääntyy pohjalle, koska dieselpolttoaineen tiheys on alle 1 kg/l. Putkessa oleva vesitulppa estää täysin moottorin toiminnan. Osavaltioiden välisen standardin GOST 305-2013 "Dieselpolttoaine. Tekniset tiedot” säätelee kinemaattista viskositeettia 20 °C:ssa kesälajikkeilla alueella 3,0÷6,0 cSt , talvilajikkeilla 1,8÷5,0 cSt, arktisilla lajikkeilla 1,5÷4,0 cSt. Tämä standardi edellyttää myös veden puuttumista kaikissa polttoainelajeissa.

Syttyvyys

Dieselpolttoaineen pääindikaattori on setaaniluku (L-45). Setaaniluku kuvaa polttoaineen syttymiskykyä polttokammiossa ja on yhtä suuri kuin setaanin tilavuuspitoisuus seoksessa α-metyylinaftaleenin kanssa, jolla on ASTM D613 -standardin olosuhteissa sama syttyvyys kuin tutkitulla polttoaineella. Leimahduspisteen , joka määritetään ASTM D93:n mukaisesti, dieselpolttoaineelle on oltava vähintään 55 °C standardin GOST 32511-2013 mukaisesti [2] . Dieselpolttoaineen ASTM D86:n mukaan määritetty tislauslämpötila ei saa olla alle 200 ja yli 350 °C.

Rikkipitoisuus

Viime aikoina osana taistelua ympäristön puolesta dieselpolttoaineen rikkipitoisuutta ei ole säännelty tiukasti Venäjällä. Rikki viittaa tässä rikkiyhdisteiden - merkaptaanien (R-SH), sulfidien (RSR), disulfidien (RSSR), tiofeenien, tiofaanien jne. pitoisuuteen, ei alkuainerikkiin sellaisenaan; R on hiilivetyradikaali. Öljyn rikkipitoisuus vaihtelee välillä 0,15 % (kevyet siperialaiset öljyt), 1,5 % ( Urals -öljy ) - 5-7 % (raskas bitumiöljy); joidenkin jäännöspolttoaineiden sallittu pitoisuus on jopa 3 %, laivojen polttoaineessa  - jopa 1 %, ja uusimpien standardien mukaan Euroopassa ja Kalifornian osavaltiossa dieselpolttoaineen sallittu rikkipitoisuus on enintään 0,001 % (10 ppm). Dieselpolttoaineen rikkipitoisuuden vähentäminen johtaa pääsääntöisesti sen voiteluominaisuuksien heikkenemiseen, joten erittäin vähärikkisen dieselpolttoaineen osalta voitelulisäaineiden läsnäolo on edellytys.

Sarjanumero YK-järjestelmän mukaan: 1202, luokka - 3.

Fysikaaliset ominaisuudet

Venäjällä GOST 305-82* on säännelty:

Kesädieselpolttoaine: Tiheys: enintään 860 kg/m³. Leimahduspiste: 62 °C. Jähmepiste : -5 °C. Sitä saadaan sekoittamalla suoraan tislattuja, vetykäsiteltyjä ja kierrätettyjä hiilivetyjakeita , joiden kiehumispiste on 180-360 °C. Kiehumisen loppulämpötilan nousu johtaa suuttimien lisääntyneeseen koksaan ja savuun. Dieselpolttoaine liukenee heikosti veteen eikä reagoi sen kanssa. Ei aggressiivinen metalleja kohtaan. Myrkyllinen.

Talvidieselpolttoaine: Tiheys: enintään 840 kg/m³. Leimahduspiste: 40°C. Jähmepiste : -35 °C. Sitä saadaan sekoittamalla suoraan tislattuja, vetykäsiteltyjä ja kierrätettyjä hiilivetyjakeita, joiden kiehumispiste on 180–340 °C. Myös talvidieselpolttoainetta saadaan kesädieselpolttoaineesta lisäämällä jähmettymispistettä alentavaa ainetta, joka alentaa polttoaineen jähmettymispistettä, mutta muuttaa hieman rajoittavaa suodatettavuuslämpötilaa. Kesädieselpolttoaineeseen lisätään käsityönä jopa 20 % kerosiinia TS-1 tai KO , kun taas suorituskykyominaisuudet eivät käytännössä muutu. Aikaa vievämpi tapa on kesäpolttoaineen jäädyttäminen pakkasessa . Tässä tapauksessa nestemäistä jaetta käytetään talvipolttoaineena ja sakkaa käytetään kesän (lämpimänä) aikana.

Arktinen dieselpolttoaine: Tiheys: enintään 830 kg/m³. Leimahduspiste: 35 °C. Jähmepiste : -55 °C [3] . Sitä saadaan sekoittamalla suoraan tislattuja, vetykäsiteltyjä ja kierrätettyjä hiilivetyjakeita, joiden kiehumispiste on 180–320 °C. Arktisen polttoaineen kiehumisalue vastaa suunnilleen kerosiinifraktioiden kiehumisaluetta, joten tämä polttoaine on olennaisesti painotettua kerosiinia . Puhtaalla kerosiinilla on kuitenkin alhainen setaaniluku 35-40 ja riittämättömät voiteluominaisuudet ( ruiskutuspumpun voimakas kuluminen ). Näiden ongelmien ratkaisemiseksi arktisiin polttoaineisiin lisätään setaanilukua parantavia aineita ja mineraalimoottoriöljyä voitelukyvyn parantamiseksi. Kalliin tapa tuottaa arktista dieselpolttoainetta on kesädieselpolttoaineen vahanpoisto .

Fraktionaalinen koostumus

Dieselpolttoaineen jakokoostumus määritetään kuumentamalla 100 ml polttoainetta erityisessä laitteessa (GOST 2177-82). Höyryt jäähdytetään, syntynyt kondensaatti kiinnitetään mittasylinteriin. Tislausprosessissa avainpisteet ovat 50 % ja 96 % kiehumispisteet. Kiehumispiste 50 % luonnehtii polttoaineen lähtöominaisuuksia, 96 % - taipumusta hiilen muodostumiseen ja palamisen täydellisyyttä.

Jos dieselpolttoaineessa on paljon kevyitä hiilivetyjä, palamisprosessi häiriintyy (paine kasvaa jyrkästi kampiakselin kulman astetta kohti). Raskas, korkealla kiehuva polttoaine muodostaa sumutettuna suurempia pisaroita, palavan seoksen laatu huononee ja polttoaineen kulutus kasvaa. Polttoaineen merkittävällä painolla ruiskutussuuttimien koksaus lisääntyy merkittävästi, hiilikerrostumien määrä sylinteri-mäntäryhmän vyöhykkeellä kasvaa.

Moottoria käytettäessä talvella käytetään polttoainetta, joka kiehuu välillä 140 - 340 C ja kesällä välillä 170 - 360 C. Tällainen dieselpolttoaineen fraktiokoostumus oikein säädetyllä tehojärjestelmällä, varmistaa polttoaineen täydellisen palamisen ja nykyaikaisten nopeiden dieselmoottoreiden pehmeän toiminnan.

Turvallisuus

Dieselpolttoaine on myrkyllinen aine [4] . Suurina pitoisuuksina dieselpolttoaineella on narkoottinen ja yleinen myrkyllinen vaikutus, tunkeutuu ehjän ihon läpi . Aiheuttaa myrkytyksen hengitettynä höyryjä ja pölyä.

Suositeltu MPC -arvo työskentelyalueella on 300 mg/m³ ( hiilenä ilmaistuna ) [5] .

GOST 12.1.007-76 :n mukaan dieselpolttoaine on ihmiskehoon kohdistuvan vaikutuksen asteen kannalta myrkyllinen vähäriskinen aine , 4. vaaraluokka [6] .

Dieselpolttoaineen ja dieselpolttoaineen erot

Dieselpolttoaine on seos parafiinisista, nafteenisista ja aromaattisista hiilivedyistä sekä niiden johdannaisista, joiden keskimääräinen molekyylipaino on 120-230 amu . e. m. Komponentit pyrkivät kiehumaan pois kuumennettaessa 170-380 °C:n lämpötilaan. Sitten dieselpolttoaine käy läpi puhdistusprosessin, jonka jälkeen siihen lisätään tiettyjä lisäaineita. Lopputuotteen viskositeettiindeksi on noin 2-4,5 mm²/s. Aurinkoöljy on aurinkoöljyä, joka on öljyn suoran tislauksen tuote.

Dieselpolttoainetta voidaan käyttää vain tietyntyyppisten dieselmoottoreiden polttoaineena. Tällaisen polttoaineen viskositeettiindeksi on 5-9 mm² / s. Kiehumispiste on noin 240-400°C. Tämän tyyppinen polttoaine soveltuu käytettäväksi hidaskäyntisissä hidaskäyntisissä dieselmoottoreissa, jotka on asennettu dieselvetureihin , laivoihin ja traktoreihin . Dieselpolttoaine sisältää runsaasti hiilivetyjä, sillä on alhaisempi kiehumispiste ja paljon pienempi viskositeetti. Dieselpolttoaine on viskoosimpaa, myös tämän tuotteen kiehumispiste on korkeampi. Rikin esiintyminen dieselpolttoaineessa on pakollista käytettäessä dieselmoottoreita mekaanisilla mäntäpumpuilla. Rikitön dieselpolttoaine lisää mäntäparin kulumista.

Vaihtoehtoja perinteiselle dieselpolttoaineelle

Biodiesel

Biodiesel  on seos rasvahappojen metyyliestereitä , joiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin öljyn dieselfraktio. Biodieselin setaaniluku on vähintään 51 (verrattuna tavanomaiseen dieselpolttoaineeseen 42-45), leimahduspiste yli 150 °C ja hyvä voitelevuus. Suurin haittapuoli on rajoitettu säilyvyys valmistuksen jälkeen - enintään 3 kuukautta bakteerien hajoamisen vuoksi. Samalla tämä ominaisuus on yksi tärkeimmistä eduista - biodieselpolttoaineen vuotamisen yhteydessä se on täysin biohajoava vahingoittamatta ympäristöä.

Sitä saadaan kasviöljyjen (rypsi, soija, palmu) sisältämien rasvahappojen ja metyylialkoholin vaihtoesteröinnin reaktiolla suhteessa 10:1 natriummetoksidin läsnä ollessa katalyyttinä. Reaktio tapahtuu sekoittamalla öljyä ja alkoholia sekoittimella varustetussa astiassa normaalissa lämpötilassa 20-25 ° C. Sivutuote on glyseroli , joka erotetaan edelleen pesukolonnissa vedellä.

Emulgoitu dieselpolttoaine

Vaihtoehto perinteiselle dieselpolttoaineelle on lisätä 20 % vettä ja 1 % emulgointiainetta tavanomaiseen dieselpolttoaineeseen . Seosta voidaan käyttää perinteisissä dieselmoottoreissa niitä muuttamatta. Seoksen väri on sameanvalkoinen. Säilyvyys valmistuksen jälkeen on noin kolme kuukautta. Tekniikka on käytössä Saksassa . Mahdollisuutta lisätä vettä ja emulgointiainetta biodieseliin ei ole tutkittu.

Emulgaattorit  ovat aineita, jotka luovat emulsioita sekoittumattomista nesteistä. Emulgaattoreiden toiminta perustuu pinta- aktiivisten aineiden kykyyn vähentää vapaan rajapinnan luomiseen tarvittavaa energiaa. Pinta-aktiiviset aineet keskittyvät sekoittuvien faasien rajapintaan, ja ne vähentävät rajapintojen jännitystä ja tarjoavat koostumuksen pitkäaikaisen stabiilisuuden. Pinta-aktiivisten aineiden luonteesta riippuen ne nopeuttavat muodostumista ja stabiloivat emulsion tyyppiä, jonka dispersioväliaineeseen ne liukenevat paremmin.

Mutta veden lisääminen dieselpolttoaineeseen on tuhoisaa. Korkeapainesuuttimissa (kuten CDI ) vesi ja rikki ovat aggressiivisia elementtejä. Korkeassa paineessa ja vedessä polttoainekoostumukseen muodostuu rikkihappoa, joka tuhoaa tarkkuuskanavia. Lisäksi jos kampikammiokaasuja pääsee öljyyn, rikki lyhentää sen käyttöikää. Siksi maahantuotujen autojen ohjeissa valmistajat kirjoittavat, että öljynvaihtoaika entisen Neuvostoliiton maissa (joissa edelleen myydään 0,2-prosenttista rikkiä sisältävää dieselpolttoainetta) puolitetaan. Lisäksi hapot lyhentävät katalyyttien ja hiukkassuodattimien käyttöikää.

Tuotanto, vienti ja kotimainen kulutus Venäjällä

Venäjän energiaministeriön mukaan dieselpolttoaineen tuotanto Venäjällä vuonna 2013 oli 72,6 miljoonaa tonnia (+4,6 % verrattuna vuoteen 2012) [7] .

Tuotanto 2011 2012 2013
miljoonaa tonnia 70,9 [7] 69,4 [7] 72,6 [7]

Dieselpolttoaine on Venäjän viennin rakenteessa (rahallisesti mitattuna) kolmannella sijalla öljyn ja kaasun jälkeen.

Viedä 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
miljoonaa tonnia 33.8 36.1 35.7 n/a n/a n/a 39,6 [7] 41,4 [7] 43,0 [7]
miljardia dollaria 16.2 20.2 21.4 n/a n/a n/a n/a n/a n/a

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Solaröl Pierer's Universal-Lexikonissa Arkistoitu 29. elokuuta 2014 Wayback Machinessa  (saksa)
  2. ↑ GOST 32511-2013 4 Tekniset vaatimukset - 4.2 p6
  3. ↑ Dieselpolttoaine. GOST 305-82 (tulopäivä 01.01.83) . Käyttöpäivä: 18. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016.
  4. ↑ nimi= https://docs.cntd.ru_Disel
  5. ↑ name= https://docs.cntd.ru_GOST  (pääsemätön linkki) 12.1.005-76. Työalueen ilma. Yleiset saniteetti- ja hygieniavaatimukset
  6. ↑ name= https://docs.cntd.ru_GOST  (pääsemätön linkki) 12.1.007-76. Työturvallisuusstandardien järjestelmä (SSBT). Haitallisia aineita. Luokitus ja yleiset turvallisuusvaatimukset (muutoksilla 1, 2)
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Venäjän polttoaine- ja energiakompleksin työn tulokset vuonna 2013 // Venäjän energiaministeriö, 13. tammikuuta 2014

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat